单珺
国信腾远(北京)工程设计有限公司天津分公司 天津 300202
摘要:当下的社会环境中,高层建筑越来越多,人们对建筑的需求也越来越高,想要保障高层建筑工程施工质量,就必须做好高层建筑的结构设计工作。本文将从高层建筑结构设计的要点应遵循的原则入手,浅谈当下高层建筑结构设计中存在的问题,并提出相应的解决对策,希望能够为我国的建筑行业发展提供帮助。
关键词:高层建筑;结构优化设计;问题;措施
中图分类号:TU318 文献标识码:A
1 引言
随着城市化进程的加快,城市规模逐渐扩大,使各类城市建筑得以快速发展。伴随着人们需求的多样化发展,城市建筑结构形式也越发丰富,结构设计的重要性逐渐凸显。而在实践中,因为各种因素的影响,建筑结构设计中存在不少问题,影响了结构设计方案的合理性,需要建筑设计人员对存在的问题进行解决,保障建筑工程项目建设的顺利进行。
2 高层建筑结构设计中应当遵循的原则
2.1 结构方案的优良
在高层建筑工程,结构设计将直接影响着整个建筑工程的顺利开展。因此在高层建筑结构设计工作中,应当保障设计图纸满足建筑工程施工的可行性以及经济性,并保障高层建筑工程后续施工的安全性。在对同一结构系统展开设计工作时,应当尽可能的减少多种不同类型的设计体系被应用于同一种结构设计单元中,并且在设计图纸中,深入分析建筑工程后续施工环节可能对施工质量以及施工效率造成的消极影响。
2.2 计算简图的合理性
对于高层建筑结构设计来说,计算简图的合理性尤为重要,其直接关系着高层建筑结构的计算公式以及建筑结构的构造方式。在设计工作中,如若不能够科学地选择计算简图,那么将会导致后续的结构设计无所依据,难以保障设计工作各项参数的准确性,并且将设计中的问题直接反应在具体的施工环节中,影响整个建筑结构的稳定性以及可靠性。
3 建筑结构设计中存在的问题
3.1 建筑基础性造型不够合理
地基可以为建筑结构需要的安全性、稳定性等有所保障,担负着建筑的综合重力。所以,建筑基础性结构其施工质量对整个建筑工程的综合质量发挥着决定性作用,特别是在基础性选型里,一定要确保建筑施工要求的安全性。不过,因为牵涉的人员选型合理性不够,致使地基具体的承载力不能够充分满足建筑物具体要求,而后期的施工全过程里也存在着不均匀沉降、侧移等情况,如此既会影响到建筑结构的综合安全性,也会让建筑物的运用年限有所减少。所以,建筑结构设计人员需要对建筑结构设计的科学性予以重视,合理的实施建筑基础性选型。
3.2 设计图纸不明了
完善的结构设计图是建筑工程施工顺利进行的重要依据,图中必须标出建筑结构中的每一个细节,包括结构类型、材料选择以及抗震等级等。但在实践中,不少设计人员提供的设计图都存在内容不清晰、不明了或与实际情况不符的问题,主要是在开展结构设计前,没能深入施工现场进行勘察工作,也没有制订周密完善的施工计划,缺乏对建筑工程施工条件的准确把控,在这种情况下,设计出的结构图往往缺乏合理性,与实际情况存在一定的矛盾,无法为工程的施工建设提供可靠的依据。
3.3 超高问题
高层建筑,顾名思义就是楼层高度相对普通楼盘要高出很多,总体高度在 24~100 m 之间。高层建筑在功能和美观上都更受人们的欢迎,但是在抵抗自然灾害上,高层建筑的问超高题则被进一步放大。
在面对台风,火灾,地震等灾害的时候,高层建筑更容易发生坍塌问题,因此,安全问题是高层建筑最为人所关注的一点。在对高层建筑进行设计时,设计时除了要考虑到建筑的美观,实用性以外,考虑最多的还是建筑的安全问题。而由于高层建筑工程让庞大建筑整体结构复杂,安全问题即便在设计初期便开始考虑,到实际施工中,仍有很多的变数需要设计师和工程师去面对。
4 高层建筑结构设计问题的解决策略
4.1 重视基础选型
基础选型阶段,需要充分考虑建筑工程的设计要求和施工要求,做好不同类型基础的对比分析,并开展相应的模型推演,对照推演结果确定建筑基础的类型,另外,应对基础选型进行整体规划,例如,在一些土质相对较差、承载能力无法满足建筑需求的区域,可以采用桩基础保证基础整体的稳定性和安全性。
4.2 科学进行结构设计
在结构设计环节,设计人员需要考虑到建筑结构的延性特征,确保建筑在施工以及后续使用过程中,不会发生变形或者倒塌等事故,提高高层建筑对荷载的承受力。另外,在设计工作中,还要考虑到建筑工程施工中适用的结构形式,也就是建筑结构的构成材料,钢结构与混凝土结构的特点不同,并且在实际的应用过程中,呈现出来的强度以及应力效果也不同,在设计工作中,需要根据施工现场以及工程所在地区的天气环境、水文地质情况以及周遭建筑分布,合理选择不同的结构形式,除此以外,还要考虑高建筑在未来投入使用后的实际用途,确保选择适用于建筑未来正常运作的结构形式。另外,在钢结构建筑中,虽然结构的稳定性以及抗震性能普标较高,但是其防火性能仍然存在一定的进步空间,因此,在开展结构设计工作时,应当考虑到建筑的防火性能,将钢结构与钢筋混凝土结构进行适当的结合,在保障建筑的稳定性以及抗震性能的同时,提高建筑的防火性能。
4.3 完善建筑设计图纸
建筑设计图纸属于建筑结构的关键表现载体之一,与此同时也是建筑项目在整个施工全过程里的前提。也就是说,建筑设计图纸存在的一切问题都可能反应在建筑施工中,形成不可逆转的后果。所以,进行建筑结构设计的全过程里,要求严格遵照设计规范开展工作,设计师不能够贪图便利而将重要的信息指标和标牌等忽略掉。与此同时,针对比较复杂、微小的结构区域,要求在结构设计里格外关注。
4.4 超高问题的解决办法
高层建筑的设计目的最终是为了满足人们的需求,因此要解决建筑的超高问题,就必须从两个方面入手,一是人们的实际需求,二是建筑的使用性能。建筑的设计应当以这两点为出发点,紧紧围绕人们的实际需求来设计建筑的使用性能,切不可单一为了追求高度而一昧得增加建筑楼层,带来不必要的安全隐患和安全问题,只有满足了这些需求,才能够称得上是科学设计。高层建筑在设计时要充分考虑到建筑的延性设计,地震,台风等自然灾害发生时,因为不可抗力会导致建筑出现结构上的坍塌和变形,此时建筑的延性作用就体现出来。具有较好延性的建筑,能够在自然灾害发生时最大限度的保留建筑原貌,为人们提供更多的生存几率,增加建筑的安全性。
5 结束语
总而言之,在建筑行业飞速发展的大背景下,建筑结构设计的重要性越发凸显,对建筑工程施工建设有不容忽视的影响,需要得到相关单位的重视,对建筑结构设计中存在的问题进行分析和处理,采取有效措施对问题进行应对和解决,保证建筑工程的施工效果,继而实现建筑行业的可持续发展。
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